(57)【要約】【課題】フェースクランプチャックにおいて、リング状ワークの芯出し作業にコレットチャックを用いることにより、リング状ワークの内径面をもとにした芯出しを効率的かつ容易に行う。【解決手段】ドローボルト２４を牽引し、コレット引矢２３をコレット本体２１に形成されたテーパ面２１ａに圧入し、各コレット片を拡径し、リング状ワークＷの内径部の芯出しを行う。この状態で面押えシリンダ３１内のピストン３２の右側室に油圧を作用させ、押え爪３６をクランプ位置に揺動させ、ワークＷをワーク当金部４０との間に挟着してフェースクランプする。その後、ドローパイプ２２によってコレット本体２１を単独で退避位置に後退させ、フェースクランプチャックの表面側からワークＷの内径面内に切削工具を侵入させ奥側に移動させながら切削を行う。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック取り付けベースの中心に軸方向に移動自在なコレット本体及びコレット引矢を設け、前記コレット本体の外周に複数の面押えシリンダ及び該面押えシリンダによって駆動される複数の押え爪を設けたことを特徴とするフェースクランプチャック。
【請求項２】
請求項１記載のフェースクランプチャックにおいて、
前記コレット本体と前記面押えシリンダの間にワーク当金を設けたことを特徴とするフェースクランプチャック。
【請求項３】
請求項１または２記載のフェースクランプチャックにおいて、
前記コレット本体はドローパイプに固定され、前記コレット引矢は前記ドローパイプに挿通されたドローボルトに固定されたことを特徴とするフェースクランプチャック。
【請求項４】
請求項３記載のフェースクランプチャックにおいて、
前記ドローパイプ及びドローボルトは、それぞれシリンダにより駆動されることを特徴とするフェースクランプチャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤の主軸等に取り付けられるフェースクランプチャックに関し、さらに詳しくは、リング状ワークの内径の芯出しをコレットチャックで行い、芯出しした状態で押え爪でフェースクランプするフェースクランプチャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、旋盤等を用いてリング状ワークの内径部を切削加工するような場合に使用するフェースクランプチャックとしては、旋盤等の主軸に取り付けられたチャック取付けベースの円周上にリング状ワークを支持するワーク当金を設けるとともにワーク当金の外方の円周上に等間隔に複数の揺動押え爪や回動押え爪を設けたものが知られている。
また、チャック取り付けベースの中心部にテーパ面等を利用した芯出し機構を備え、ワークの芯出し作業を容易にするフェースクランプチャックも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
テーパ面を利用した芯出し機構を備えたフェースクランプチャックを用いてワークの芯出しを行うフェースクランプチャックの場合、リング状ワークの内径面がチャック取り付けベースの中心部に設けられたテーパ面によって芯出しされ、その状態で複数の押え爪を用いてワークを挟持してフェースクランプするものであるから、そのままではワークの内径面の芯出しを十分正確に行うことができず、作業効率が悪いものであった。
【０００４】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、フェースクランプチャックにおいて、リング状ワークの芯出し手段にコレットチャックを用いることにより、リング状ワークの内径面をもとにした芯出しを効率的かつ容易に行うことを目的とする。
【０００５】
また、フェースクランプチャックにおいて、コレットチャックからなる芯出し機構とコレットチャックの外方円周上に等間隔に複数配置された面押えシリンダと該面押えシリンダによって駆動される複数の押え爪からなるクランプ機構によって、全体をコンパクトな構成とすることを目的とする。
【０００６】
また、チャック取り付けベースの円周上に等間隔に設けられた複数の押え爪をそれぞれ面押えシリンダによる油圧駆動とすることにより、複数の押え爪間の押圧力のばらつきをなくすことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、チャック取り付けベースの中心に軸方向に移動自在なコレット本体及びコレット引き矢を設け、前記コレット本体の外周に複数の面押えシリンダ及び該面押えシリンダによって駆動される複数の押え爪を設けたフェースクランプチャックであることを特徴とし、もって異形の外形を有するワークであっても精度の高い内径面を基準にした芯出しを行うことができ、またワークは流体圧によって作動する複数の押え爪とワーク当金に挟持されフェースクランプされるので、複数の押え爪間の押圧力の差がなく、ワークを部分的に不正変形させることがないものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１のフェースクランプチャックにおいて、前記コレット本体と前記面押えシリンダの間にワーク当金を設けたことを特徴とし、もってワーク当金と複数の押え爪間にワークを挟持して、しっかりと固定することができるものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２のフェースクランプチャックにおいて、前記コレット本体はドローパイプに固定され、前記コレット引矢は前記ドローパイプに挿通されたドローボルトに固定されたことを特徴とし、もって芯出し機構をチャック取り付けベース上にコンパクトに配置することができ、フェースクランプチャックの外形を小型とすることができるものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３のフェースクランプチャックにおいて、前記ドローパイプ及びドローボルトは、それぞれシリンダにより駆動されることを特徴とし、もってドローパイプ及びドローボルトの駆動を十分な駆動力で正確に行うことができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明のフェースクランプチャックＡ及び給油装置Ｂ、ダブルシリンダ装置Ｃを旋盤の主軸に取り付けた状態を示す全体組み立て図である。なお、給油装置Ｂ、ダブルシリンダ装置Ｃは、本発明の直接の要旨ではないので、その外形図を示すとともに概略の構成についてのみ説明する。
図２は、本発明の実施例によるフェースクランプチャックの縦断面図、図３は、図２に示すフェースクランプチャックの正面図である。
本実施例のフェースクランプチャックＡは、チャック取り付けベース１０、芯出し機構部２０、クランプ機構部３０、ワーク当金部４０等からなり、チャック取り付けベース１０の中心軸上に芯出し機構部２０が配置され、芯出し機構部２０の外方であって同一円周上にワーク当金部４０、さらに外方の同一円周上にクランプ機構部３０が設けられている。
【００１２】
チャック取り付けベース１０は、旋盤の主軸台Ｌから突出した主軸に取り付けられ、内径部に配管金具１１を備えている。チャック取り付けベース１０には、内径部から放射方向に４本のチャック閉用導油孔１２と同じく４本のチャック開用導油孔１３が形成されており、チャック開用導油孔１３と連通する開口１４が設けられている。４本のチャック閉用導油孔１２及び４本のチャック開用導油孔１３は、配管金具１１中でそれぞれの２本を１本に集合するように配管された導油孔を介して、２本の開用導油管１５と２本の閉用導油管１６に接続され、主軸台Ｌを貫通して給油装置Ｂに導かれる。
【００１３】
ワークＷの芯出しを行う芯出し機構部２０は、コレット本体２１、ドローパイプ２２、コレット引矢２３、ドローボルト２４等からなる。
コレット本体２１は、全体が略カップ状をなし、側壁には例えば６本の軸方向のスリットを有するとともに、側壁上端の内面にはテーパ面２１ａが形成されており、底部にボルト止めされたパイプ固定金具２５を介してドローパイプ２２にねじ止め及びナットによって固定される。ドローパイプ２２は、チャック取り付けベース１０の配管金具１１を貫通してダブルシリンダ装置Ｃに導かれ、チャック駆動シリンダによりコレット本体２１を軸方向に駆動することができる。
なお、コレット本体２１の側壁上端の外面であってワークＷと当接する部分にはチャック爪２１ｂがボルトによって着脱自在に取り付けられており、チャック爪２１ｂを適宜の構成のものに交換することにより、ワークＷの大きさ・形状等に対応することができる。
【００１４】
コレット本体２１に形成されたテーパ面２１ａに対向して、その表面側にテーパ面２３ａを有するコレット引矢２３が配置され、コレット引矢２３をドローボルト２４の先端にナットによって固定する。ドローボルト２４は、ドローパイプ２２中に挿通され、旋盤の主軸及び主軸台Ｌを貫通してダブルシリンダ装置Ｃに導かれ、ダブルシリンダ装置Ｃに内蔵されたチャック開閉シリンダにより、コレット引矢２３をコレット本体２１のテーパ面２１ａに押し入れたり、コレット本体２１のテーパ面２１ａから押し出したりすることができる。
【００１５】
図１，図２において、ドローボルト２４とともにコレット引矢２３を左方に牽引すると、コレット引矢２３に形成されたたテーパ面２３ａがコレット本体２１に形成されたテーパ面２１ａに当接し、コレット本体２１の各片を拡径し、リング状ワークＷの内径部に係合し、チャッキングが行われるとともに芯出しが行われる。また、コレット本体２１は、ドローパイプ２２によってコレット本体２１を単独で進退動することができ、図１に示す状態から退避位置まで後退することができる。
この時、コレット引矢２３の裏面にはコレット引矢ガイド２６が設けられており、またコレット本体２１にはコレットガイド２７が設けられているので、コレット引矢２３は軸方向に円滑に移動することができる。
なお、図１の上半は、ドローパイプ２２を押し出した状態で、ドローボルト２４を引き込んで、コレット本体２１がワークＷの芯出しを行っている状態を示し、図１の下半は、ワークＷの芯出しが終了し、押え爪３６によってフェースクランプが行われている状態を示している。
【００１６】
ワーク当金部４０は、略リング状で当金基台４１及びワーク当金４２からなり、当金基台４１はチャック取り付けベース１０にボルト止めされ、当金基台４１に対しワーク当金４２を適宜大きさ、形状のものと交換することにより、適宜の大きさ、形状のワークＷに対応することができる。また、リング状の当金基台４１の内面は、コレット本体２１が軸方向に摺動する際のガイドとしても機能している。
【００１７】
クランプ機構部３０は、ワーク当金部４０のワーク当金４２上で芯出しされ、仮止め状態で設置されているワークＷをフェースクランプするもので、シリンダ・ピストン機構によって上下揺動する押え爪３６を備えている。
チャック取り付けベース１０には、４個の面押えシリンダ３１がボルトにより取り付けられ、シリンダ３１内を摺動するピストン３２のピストンロッド３３には、連結桿３４が揺動自在に軸着されている。また、面押えシリンダ３１には押え爪支柱３５がボルト止めされており、その先端部に押え爪３６が上下方向に揺動自在に軸着されており、さらに押え爪３６の先端部と連結桿３４の先端部とは揺動自在に軸着されている。なお、押え爪３６は、押え爪基部３６ａとワーク押え爪３６ｂからなり、ワーク押え爪３６ｂを交換することにより、適宜大きさのワークＷに対応することができる。
なお、クランプ機構部３０を形成する面押えシリンダ３１、押え爪支柱３５、押え爪３６等はそれぞれ同一円周上に等間隔に４個設けられた例を示したが、これは一例であって、ワークに応じ３，４，５，６組等任意の複数とすることができる。
【００１８】
面押えシリンダ３１には、ピストン３２の右側室に通ずる導油孔３７が形成されており、チャック取り付けベース１０のチャック閉用導油孔１２から導油孔３７を介してピストン３２に油圧を作用することにより、ピストンロッド３３、連結桿３４を介して押え爪３６をクランプ位置（閉状態）に揺動させ、ワークＷをワーク当金部４０との間に挟着してクランプすることができる。このとき、ピストン３２の左側室はチャック取り付けベース１０に設けられた開口１４を経てチャック取り付けベース１０のチャック開用導油孔１３に連通している。
また、押え爪３６がワークＷをフェースクランプしている閉状態において、チャック開用導油孔１３に油圧を供給することにより、押え爪３６を開放位置（開状態）に移動することができる。
【００１９】
実施例のフェースクランプチャックＡは以上のような構成であるが、フェースクランプチャックＡに対し、その４個の面押えシリンダ３１に油圧を供給する給油装置Ｂ、及びドローパイプ２２、ドローボルト２４を押し引き駆動するダブルシリンダ装置Ｃのチャック駆動シリンダ、チャック開閉シリンダについて、その概略を説明する。
【００２０】
４個の面押えシリンダ３１に油圧を供給する給油装置Ｂは、主軸台Ｌの裏面側から突出する軸に取り付けられ、図示しない油圧ポンプから切り替えバルブを介して供給される油圧を、給油装置Ｂに内蔵された回転バルブ軸を介し、フェースクランプチャックＡの配管金具１１と接続された２本の導油管１５（チャック閉用導油孔１２と導通）及び２本の導油管１６（チャック開用導油孔１３と導通）の回転側に分配して供給するものである。
【００２１】
ダブルシリンダ装置Ｃは、回転バルブ、チャック駆動シリンダ、チャック開閉シリンダを内蔵し、チャック開閉シリンダの外側にチャック駆動シリンダが同軸にコンパクトに配置された構成である。
チャック駆動シリンダは、ドローパイプ２２を摺動駆動しコレット本体２１を進退動させ、チャック開閉シリンダは、ドローボルト２４を摺動駆動し前進位置にあるコレット本体２１の各コレット片を開閉操作する。チャック駆動シリンダ及びチャック開閉シリンダへの油圧の供給は、図示しない油圧ポンプから切り替えバルブを介し供給される油圧を、ダブルシリンダ装置Ｃに内蔵された回転バルブを介して行われる。
【００２２】
以上で説明した実施例においては、フェースクランプチャックＡの４個の面押えシリンダ３１及びダブルシリンダ装置Ｃに内蔵されたチャック駆動シリンダ、チャック開閉シリンダは、それぞれ油圧シリンダとしたが、これらは油圧シリンダに限らず圧縮空気を用いる空気圧シリンダとすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を奏する。
本発明は、チャック取り付けベースの中心に軸方向に移動自在なコレット本体及びコレット引矢を設け、コレットチャックによってワークの内径面の芯出しを行うことができ、ワークは内径さえ加工されていれば、外形、端面が異形であっても高い精度の内径加工を行うことができる。
また、ワークは流体圧によって作動する複数の押え爪によって、ワーク当金と押え爪間に挟持されフェースクランプ（面押さえ）されるので、複数の押え爪間の押圧力の差がなく、ワークが部分的に不正な変形を起こすことがなく、精度の高い内径面の加工を行うことができる。
【００２４】
本発明は、コレット本体がドローパイプの先端に固定され、コレット引矢はドローパイプに挿通されたドローボルトの先端に固定されているので、芯出し機構をチャック取り付けベースの中心にコンパクトに配置することができ、フェースクランプチャックの外形を小型化することができる。
【００２５】
本発明は、ドローパイプ及びドローボルトをそれぞれ芯出し用シリンダ機構により駆動するので、ドローパイプ及びドローボルトの駆動を十分な駆動力で正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例によるフェースクランプチャックＡ、及び給油装置Ｂ、ダブルシリンダ装置Ｃを旋盤の主軸に取り付けた状態を示す全体組み立て図である。
【図２】  本発明の実施例によるフェースクランプチャックの縦断面図である。
【図３】  図２に示すフェースクランプチャックの正面図である。
【符号の説明】
Ａ…フェースクランプチャック、Ｂ…給油装置、Ｃ…ダブルシリンダ装置、Ｌ…主軸台、１０…チャック取り付けベース、１１…配管金具、１２…チャック閉用導油孔、１３…チャック開用導油孔、１４…開口、１５，１６…導油管、２０…芯出し機構部、２１…コレット本体、２１ａ…テーパ面、２１ｂ…チャック爪、２２…ドローパイプ、２３…コレット引矢、２３ａ…テーパ面、２４…ドローボルト、２５…パイプ固定金具、２６…コレット引矢ガイド、２７…コレットガイド、３０…クランプ機構部、３１…面押えシリンダ、３２…ピストン、３３…ピストンロッド、３４…連結桿、３５…押え爪支柱、３６…押え爪、３７…導油孔、４０…ワーク当金部、４１…当金基台、４２…ワーク当金。
【図１】
2005177866.tif 000003
【図２】
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【図３】
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